探索 ADG1311/ADG1312/ADG1313：高性能四通道单刀单掷开关的奥秘

在电子设计领域，开关器件的性能对整个系统的稳定性和效率起着关键作用。今天，我们将深入探讨 Analog Devices 公司的 ADG1311/ADG1312/ADG1313 这三款 ±15 V/12 V 四通道单刀单掷开关，解析它们的特性、应用及技术要点，为电子工程师的设计工作提供有价值的参考。

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产品概述

ADG1311、ADG1312 和 ADG1313 是基于 CMOS 工艺制造的单片式器件，内部集成了四个可独立选择的单刀单掷（SPST）开关。这三款器件的主要区别在于数字控制逻辑：ADG1311 的开关在控制输入为逻辑 0 时导通；ADG1312 则相反，需要逻辑 1 来导通开关；ADG1313 有两个开关的数字控制逻辑与 ADG1311 相同，另外两个开关的逻辑则是相反的，并且它还具备先断后通的开关动作，适用于多路复用应用。

显著特性

宽电源范围与低功耗

• 电源范围：支持 33 V 的电源范围，并且在 +12 V、±15 V 电源下都有完整的规格参数。这使得它们能够适应多种不同的电源环境，为设计带来更大的灵活性。
• 低功耗：典型功耗小于 0.03 μW，对于电池供电系统来说，这一特性可以显著延长电池的使用寿命，减少能量损耗。

低导通电阻与轨到轨操作

• 低导通电阻：导通电阻仅为 130 Ω，能够有效降低信号传输过程中的损耗，提高信号的传输质量。
• 轨到轨操作：输入信号范围可以扩展到电源电压，确保了在整个电源电压范围内都能实现信号的可靠传输。

兼容 3 V 逻辑输入

数字输入与 3 V 逻辑兼容（VIH = 2.0 V，VIL = 0.8 V），无需额外的电平转换电路，简化了设计过程，降低了成本。

无需 VL 电源

这三款器件不需要单独的 VL 逻辑电源，进一步简化了电源设计，减少了外部元件的使用，提高了系统的集成度。

多种封装形式

提供 16 引脚的 TSSOP 和 16 引脚的 SOIC 两种封装形式，方便工程师根据实际应用场景选择合适的封装，满足不同的 PCB 布局需求。

应用领域

信号切换

在需要对信号进行切换的电路中，ADG1311/ADG1312/ADG1313 可以快速、准确地实现信号的切换，确保信号的稳定传输。例如，在测试设备中，可以通过这些开关来切换不同的测试信号源。

电池供电系统

由于其低功耗的特性，非常适合应用于电池供电的设备中，如便携式仪器、手持设备等，能够有效延长电池的使用时间。

通信系统

在通信系统中，用于信号的路由和切换，保障通信信号的顺畅传输。例如，在射频前端电路中，可以使用这些开关来选择不同的频段或信号通道。

音频/视频信号路由

在音频和视频设备中，用于信号的切换和路由，实现音频和视频信号的多通道传输。例如，在多媒体播放器、投影仪等设备中，可用于切换不同的输入信号源。

技术规格详解

电气参数

在双电源供电（(V{DD}=15 V pm 10 %)，(V{SS}=-15 V pm 10 %)，(GND = 0 V)）的情况下，这些器件表现出了出色的电气性能：

• 模拟开关参数：模拟信号范围可从 (V{DD}) 到 (V{SS})，导通电阻 (R{ON}) 典型值为 130 Ω，通道间导通电阻匹配（(Delta R{ON})）最大值为 200 Ω，导通电阻平坦度（(R_{FLAT(ON)})）典型值为 10 Ω。
• 泄漏电流：源极关断泄漏电流 (I{S(Off)})、漏极关断泄漏电流 (I{D(Off)}) 和通道导通泄漏电流 (I{D, I{S}(On)}) 典型值均为 ±10 nA。
• 数字输入参数：输入高电压 (V{INH}) 最小值为 2.0 V，输入低电压 (V{INL}) 最大值为 0.8 V，输入电流 (I{INL}) 或 (I{INH}) 典型值为 0.005 μA，数字输入电容 (C_{IN}) 典型值为 2.5 pF。
• 动态特性：导通时间 (t{ON}) 典型值为 105 ns，关断时间 (t{OFF}) 最大值为 180 ns，先断后通时间延迟 (t_{D})（仅 ADG1313）典型值为 25 ns。

绝对最大额定值

为了确保器件的安全和可靠运行，需要了解其绝对最大额定值：

• 电源电压：(V{DD}) 到 (V{SS}) 最大为 35 V，(V{DD}) 到 GND 范围为 -0.3 V 到 +25 V，(V{SS}) 到 GND 范围为 +0.3 V 到 -25 V。
• 输入电压和电流：模拟输入和数字输入的电压范围为 (V{SS} - 0.3 V) 到 (V{DD} + 0.3 V) 或 30 mA（取先到者），峰值电流（S 或 D）为 100 mA（1 ms 脉冲，最大占空比 10%），每通道连续电流（S 或 D）为 25 mA。
• 温度范围：工作温度范围为 -40°C 到 +105°C，存储温度范围为 -65°C 到 +150°C，结温为 150°C。

引脚配置与功能说明

这三款器件采用 16 引脚的 TSSOP 或 SOIC 封装，引脚配置如下：	引脚编号	引脚名称	功能描述
1	IN1	逻辑控制输入
2	D1	漏极端子，可作为输入或输出
3	S1	源极端子，可作为输入或输出
4	VSS	最负电源电位
5	GND	接地（0 V）参考
6	S4	源极端子，可作为输入或输出
7	D4	漏极端子，可作为输入或输出
8	IN4	逻辑控制输入
9	IN3	逻辑控制输入
10	D3	漏极端子，可作为输入或输出
11	S3	源极端子，可作为输入或输出
12	NC	无连接
13	VDD	最正电源电位
14	S2	源极端子，可作为输入或输出
15	D2	漏极端子，可作为输入或输出
16	IN2	逻辑控制输入

ESD 防护

这些器件是静电放电（ESD）敏感设备，尽管产品采用了专有的 ESD 保护电路，但在使用过程中仍需采取适当的 ESD 预防措施，以避免性能下降或功能丧失。例如，在操作器件时，应佩戴防静电手环，使用防静电工作台等。

典型性能特性与测试电路

文档中提供了一系列典型性能特性曲线，如导通电阻与电压、温度的关系，开关时间与温度的关系，关断隔离与频率的关系等。同时，还给出了详细的测试电路，用于测量导通电阻、关断泄漏电流、导通泄漏电流、开关时间、先断后通时间延迟、电荷注入、关断隔离、通道间串扰和带宽等参数。这些曲线和测试电路为工程师在实际应用中评估器件性能提供了重要的参考依据。

订购指南

根据不同的温度范围和封装形式，提供了多种型号可供选择，如 ADG1311YRUZ、ADG1311YRUZ - REEL7、ADG1311YRZ 等。其中，“Z” 表示符合 RoHS 标准的产品。工程师可以根据具体的设计需求选择合适的型号。

综上所述，ADG1311/ADG1312/ADG1313 这三款四通道单刀单掷开关以其宽电源范围、低功耗、低导通电阻、兼容 3 V 逻辑输入等优点，在信号切换、电池供电系统、通信系统、音频/视频信号路由等领域具有广泛的应用前景。电子工程师在设计相关电路时，可以充分考虑这些器件的特性和优势，以提高系统的性能和可靠性。你在实际设计中是否使用过类似的开关器件呢？遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享交流。